(57)【要約】【課題】ばね素材の軸方向厚みを薄く設けても、入力側部材と出力側部材間の軸方向隙間にコイルばねの一部が入り込むことのないスプリングクラッチを提供する。【解決手段】プーリ２と同軸上にプーリハブ１を配置し、両部材に円筒面からなるトルク伝達面６、８を設け、両部材のトルク伝達面６、８に跨がるようにコイルばね１０を組込んだスプリングクラッチにおいて、前記コイルばね１０の軸方向の端部１０ａ、１０ｂ間と前記トルク伝達面６、８との間に径方向隙間Ｇを設け、この径方向隙間Ｇに両部材のトルク伝達面６、８に跨がるように環状のトルク伝達部材２０を介在させ、このトルク伝達部材２０は、前記コイルばね１０の端部１０ａ、１０ｂ間の拡径に伴って径方向に広げられることにより前記トルク伝達面６、８と圧接するとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側部材と同軸上に出力側部材を配置し、両部材に円筒面からなるトルク伝達面を設け、両部材のトルク伝達面に跨がるようにコイルばねを組込んだスプリングクラッチにおいて、前記コイルばねの軸方向の端部間と前記トルク伝達面との間に径方向隙間を設け、この径方向隙間に両部材のトルク伝達面に跨がるように環状のトルク伝達部材を介在させ、このトルク伝達部材は、前記コイルばねの端部間の拡径に伴って径方向に広げられることにより前記トルク伝達面と圧接することを特徴とするスプリングクラッチ。
【請求項２】
前記トルク伝達部材は、その軸方向一端側から他端側に向けて切欠いた形状の切欠きがその周方向の複数箇所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプリングクラッチ。
【請求項３】
前記コイルばねのばね素材は、その断面形状において外径側の２隅が面取りを施されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスプリングクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、出力側部材から入力側部材への回転伝達を遮断するスプリングクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によりオルタネータ等のエンジン補機の回転軸に伝達して、エンジン補機を駆動するようにしている。
【０００３】
上記のようなエンジン補機の駆動装置においては、エンジンが急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。しかし、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、その回転軸上に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとし、クランクシャフト上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増加して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランクシャフトは１回転中において角速度が変動しており、その角速度変動に起因してエンジン補機の回転軸上におけるプーリとベルトの間で滑りが生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。
【０００５】
そのような不都合を解消するため、従来から、図４に示すように、オルタネータ等の回転軸４１に取付けたプーリハブ４２と、そのプーリハブ４２に対して相対的に回転自在に取付けられたプーリ４３との間にスプリングクラッチ４０を設け、ベルトとの接触によって回転するプーリ４３の回転を前記スプリングクラッチ４０を介してプーリハブ４２から回転軸に伝え、回転軸４１の回転速度がプーリ４３の回転速度を上回ると、スプリングクラッチ４０の作用により、回転軸４１からプーリ４２側への回転伝達を遮断するようにしている。（特許文献１）。
【０００６】
特許文献１に記載のようなスプリングクラッチ４０は、プーリハブ４２とプーリ４３のそれぞれ内周に内径を同一とする円筒面からなるトルク伝達面４４ａ、４４ｂを形成し、外径がそのトルク伝達面４４ａ、４４ｂより大径のコイルばね４５をプーリハブ４２とプーリ４３のトルク伝達面４４ａ、４４ｂに跨がるように組込み、プーリ４３からの回転時にコイルばね４５を拡径させてトルク伝達面４４ａ、４４ｂに対するコイルばね４５の圧接係合力を高め、そのコイルばね４５を介してプーリ４３の回転をプーリハブ４２に伝えるようにしている。また、プーリハブ４２の回転速度がプーリ４３の回転速度を上回ると、コイルばね４５を縮径させて、トルク伝達面４４ａ、４４ｂに対するコイルばね４５の接触圧を弱め、トルク伝達面４４ａ、４４ｂとコイルばね４５との間ですべりを生じさせるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１１９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、スプリングクラッチ４０の伝達トルクを高める場合、コイルばね４５に高トルクが負荷される。このため、コイルばね４５とプーリ４３およびプーリハブ４２のトルク伝達面４４ａ、４４ｂとの接触圧を上げる必要がある。これを実現する手段としては、コイルばね４５のばね素材の軸方向厚みをより薄く設け、コイルばね４５の巻き数を増やすことが有効である。
【０００９】
しかしながら、ばね素材の軸方向の厚みを薄く設けると、コイルばね４５にトルクが負荷された時、プーリ４３とプーリハブ４２間にある軸方向隙間４６に拡径されたコイルばね４５の一部が入り込むという問題が生じる。このような状態になると、コイルばね４５のうち、軸方向隙間４６に臨む部分は、スプリングクラッチの構造上、応力が特に高まるところなので、コイルばね４５の破損を招く。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、ばね素材の軸方向厚みを薄く設けても、入力側部材と出力側部材間の軸方向隙間にコイルばねの一部が入り込むことのないスプリングクラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明は、入力側部材と同軸上に出力側部材を配置し、両部材に円筒面からなるトルク伝達面を設け、両部材のトルク伝達面に跨がるようにコイルばねを組込んだスプリングクラッチにおいて、前記コイルばねの軸方向の端部間と前記トルク伝達面との間に径方向隙間を設け、この径方向隙間に両部材のトルク伝達面に跨がるように環状のトルク伝達部材を介在させ、このトルク伝達部材は、前記コイルばねの端部間の拡径に伴って径方向に広げられることにより前記トルク伝達面と圧接する構成を採用した。
【００１２】
この発明の構成によれば、前記トルク伝達部材は、前記トルク伝達面と前記コイルばねの軸方向の端部との間において、前記コイルばねの端部が拡径することに伴って径方向に広げられ、前記トルク伝達面と圧接し、前記コイルばねは、前記トルク伝達部材を介してトルク伝達状態となる。この際、環状のトルク伝達部材が、両部材のトルク伝達面に跨がるように、すなわち、入力側部材と出力側部材間の軸方向隙間を渡った状態で前記トルク伝達面と前記コイルばねとの間に介在する。このため、ばね素材の軸方向厚みを薄く設けても、入力側部材と出力側部材間の軸方向隙間にコイルばねの一部が入り込むことは確実に防止される。
【００１３】
ここで、トルク伝達部材は、コイルばねやトルク伝達面に擦られるので、摩耗に対する耐久性が問題になる。
【００１４】
そこで、前記トルク伝達部材は、その軸方向一端側から他端側に向けて切欠いた形状の切欠きがその周方向の複数箇所に形成されている構成を採用することが好ましい。この構成によれば、トルク伝達部材は、前記切欠きが形成されているので、容易に径方向に広がるようになる。このため、前記トルク伝達部材の肉厚を増大させることが可能になり、トルク伝達部材の耐久性を確保することができる。
【００１５】
また、前記コイルばねのばね素材は、その断面形状において外径側の２隅が面取りを施されている構成を採用することも好ましい。この構成によれば、上記のように、切欠きを設けて広がるようにしたトルク伝達部材を採用した場合に、その広がり片とコイルばねとが拡径時に傾斜をもって接触するようになり、またコイルばねのエッジで擦られることもないので、トルク伝達部材の磨耗が効果的に軽減される。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、この発明によれば、ばね素材の軸方向厚みを薄く設けても、入力側部材と出力側部材間の軸方向隙間にコイルばねの一部が入り込むことのないスプリングクラッチを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、この発明に係るスプリングクラッチを適用した一方向オーバランニングクラッチプーリ装置（以下、クラッチプーリ装置という）を示す。このクラッチプーリ装置は、回転軸（図示省略）の軸端部に取付けられる出力側部材としてのプーリハブ１と、入力側部材としてのプーリ２とが、プーリハブ１に取付けられた軸受３によって回転自在に同軸上に支持されている。
【００１８】
プーリハブ１は回転軸に対して回り止めされ、回転軸と共に回転するようになっている。このプーリハブ１の端部にはフランジ４が設けられ、そのフランジ４に円筒部５が設けられている。円筒部５の内周には円筒形のトルク伝達面６と、トルク伝達面６よりも小径の円筒面７とが軸方向に連続して形成されている。
【００１９】
一方、プーリ２は、その外周部にリブ付きベルト（図示省略）の装着部が形成されており、リブ付きベルトの移動によって回転する。このプーリ２の外側端部の内周には円筒形のトルク伝達面８と、トルク伝達面８よりも小径の円筒面９とが軸方向に連続して形成されている。プーリ２に形成されたトルク伝達面８はプーリハブ１に形成されたトルク伝達面６に対して軸方向に並び、その両トルク伝達面６、８の内径はほぼ同径とされている。円筒面７、９には、両トルク伝達面６、８に跨がるようにコイルばね１０が組込まれている。
【００２０】
ここで、コイルばね１０は、図２（ａ）に示すように、その断面形状が矩形状とされ、外径側の２隅に面取りを施したばね素材から形成されている。なお、コイルばね１０は、プーリ２が図２（ａ）の左側から見た状態で右方向に回転される場合、右巻きのコイルばねが用いられ、また、左方向に回転される場合は左巻きコイルばねが用いられる。
【００２１】
コイルばね１０の自然状態における外径は、軸方向に同一径とされ、円筒面７、９の内径よりも大径とされている。コイルばね１０は、縮径された状態で軸方向の各端部１０ａ、１０ｂ（２巻き程度）が各円筒面７、９に圧入嵌合され、各円筒面７、９に摩擦接触している。これにより、コイルばね１０の各端部１０ａ、１０ｂとトルク伝達面６、８との間には、コイルばね１０が自然状態において径方向隙間Ｇが設けられる。この径方向隙間Ｇには、両トルク伝達面６、８に跨がるように環状のトルク伝達部材２０が介在されている。
【００２２】
トルク伝達部材２０は、図３に示すように、円筒状に形成されており、その軸方向一端側から他端側に向けて切欠いた形状の切欠き２１がその周方向の複数箇所に均等間隔で形成されている。リング部２２が裂けることを防止するため、切欠き２１の軸方向一端部２１ａは円弧状とされている。
【００２３】
トルク伝達部材２０は、内径面がコイルばね１０の端部１０ａ、１０ｂ間の外径面よりも僅かに大径で、外径面が両トルク伝達面６、８よりも小径に設けられている。トルク伝達部材２０の軸方向長さは、径方向隙間Ｇの軸方向側面間よりも僅かに短く設けられている。これにより、トルク伝達部材２０は、非トルク伝達状態において、コイルばね１０の端部１０ａ、１０ｂ間の外径面に緩やかに嵌合し、トルク伝達面６、８と非接触状態で径方向隙間Ｇに介在する。
【００２４】
トルク伝達部材２０の素材には、例えば、プレス鋼板のような安価な素材を用いることが好ましい。
【００２５】
上記の構成からなるプーリクラッチ装置において、プーリ２の停止時、プーリ２がベルトとの接触により回転すると、図２（ｂ）に示すように、円筒面９とコイルばね１０の端部１０ｂとの摩擦接触圧が増大し、その端部１０ａ、１０ｂ間が拡径していく。これに伴い、トルク伝達部材２０は、径方向に広がって両トルク伝達面６、８に圧接し、両トルク伝達面６、８に対する圧接係合力が増大してトルク伝達状態となる。これにより、コイルばね１０を介してプーリ２の回転がプーリハブ１に伝達され、回転軸がプーリ２と同方向に回転する。
【００２６】
回転軸の回転時、その回転軸の回転速度がプーリ２の回転速度を上回ると、プーリハブ１に形成された円筒面７とコイルばね１０の端部１０ａとの摩擦接触圧が増大し、両トルク伝達面６、８の圧接係合力が小さくなり、コイルばね１０の端部１０ａ、１０ｂ間が縮径していく。これに伴い、トルク伝達部材２０は、広がった状態から閉じていき、やがて、コイルばね１０の端部１０ａ、１０ｂ間はトルク伝達面６、８と非接触状態となる。これにより、コイルばね１０の各端部１０ａ、１０ｂは各円筒面７、９と滑り接触状態となり、回転軸の回転がプーリ２に伝達されるのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係るスプリングクラッチの縦断正面図
【図２】（ａ）は図１のスプリングクラッチの非トルク伝達状態におけるトルク伝達部材付近を拡大して示す部分縦断正面図、（ｂ）は図（ａ）のトルク伝達状態を示す部分縦断正面図
【図３】図１のトルク伝達部材の全体斜視図
【図４】従来例の縦断正面図
【符号の説明】
【００２８】
１  プーリハブ
２  プーリ
５  円筒部
６、８  トルク伝達面
７、９  円筒面
１０  コイルばね
１０ａ、１０ｂ  端部
２０  トルク伝達部材
２１  切欠き
２１ａ  一端部
２２  リング部
【図１】
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【図２】
2006189104.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006189104.tif 000006